Java四種常用線程池的詳細介紹

更新時間：2019年03月12日 12:00:30 作者：hnd978142833

今天小編就為大家分享一篇關(guān)于Java四種常用線程池的詳細介紹，小編覺得內(nèi)容挺不錯的，現(xiàn)在分享給大家，具有很好的參考價值，需要的朋友一起跟隨小編來看看吧

一. 線程池簡介

1. 線程池的概念：

線程池就是首先創(chuàng)建一些線程，它們的集合稱為線程池。使用線程池可以很好地提高性能，線程池在系統(tǒng)啟動時即創(chuàng)建大量空閑的線程，程序?qū)⒁粋€任務傳給線程池，線程池就會啟動一條線程來執(zhí)行這個任務，執(zhí)行結(jié)束以后，該線程并不會死亡，而是再次返回線程池中成為空閑狀態(tài)，等待執(zhí)行下一個任務。

2. 線程池的工作機制

2.1 在線程池的編程模式下，任務是提交給整個線程池，而不是直接提交給某個線程，線程池在拿到任務后，就在內(nèi)部尋找是否有空閑的線程，如果有，則將任務交給某個空閑的線程。

2.2 一個線程同時只能執(zhí)行一個任務，但可以同時向一個線程池提交多個任務。

3. 使用線程池的原因：

多線程運行時間，系統(tǒng)不斷的啟動和關(guān)閉新線程，成本非常高，會過渡消耗系統(tǒng)資源，以及過渡切換線程的危險，從而可能導致系統(tǒng)資源的崩潰。這時，線程池就是最好的選擇了。

二. 四種常見的線程池詳解

1. 線程池的返回值ExecutorService簡介：

ExecutorService是Java提供的用于管理線程池的類。該類的兩個作用：控制線程數(shù)量和重用線程

2. 具體的4種常用的線程池實現(xiàn)如下：（返回值都是ExecutorService）

2.1 Executors.newCacheThreadPool()：可緩存線程池，先查看池中有沒有以前建立的線程，如果有，就直接使用。如果沒有，就建一個新的線程加入池中，緩存型池子通常用于執(zhí)行一些生存期很短的異步型任務

示例代碼：

package com.study.test;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ThreadPoolExecutorTest {
  public static void main(String[] args) {
   //創(chuàng)建一個可緩存線程池
   ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
   for (int i = 0; i < 10; i++) {
     try {
       //sleep可明顯看到使用的是線程池里面以前的線程，沒有創(chuàng)建新的線程
       Thread.sleep(1000);
     } catch (InterruptedException e) {
       e.printStackTrace();
      }
     cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
       public void run() {
    //打印正在執(zhí)行的緩存線程信息
          System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被執(zhí)行");
       }
      });
    }
  }
}

輸出結(jié)果：

pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行

線程池為無限大，當執(zhí)行當前任務時上一個任務已經(jīng)完成，會復用執(zhí)行上一個任務的線程，而不用每次新建線程

2.2 Executors.newFixedThreadPool(int n)：創(chuàng)建一個可重用固定個數(shù)的線程池，以共享的無界隊列方式來運行這些線程。

示例代碼：

package com.study.test;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ThreadPoolExecutorTest {
 public static void main(String[] args) {
    //創(chuàng)建一個可重用固定個數(shù)的線程池
    ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
     fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
        public void run() {
          try {
           //打印正在執(zhí)行的緩存線程信息
           System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被執(zhí)行");
           Thread.sleep(2000);
         } catch (InterruptedException e) {
           e.printStackTrace();
          }
        }
     });
    }
  }
}

輸出結(jié)果：

pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-2正在被執(zhí)行
pool-1-thread-3正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-2正在被執(zhí)行
pool-1-thread-3正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-2正在被執(zhí)行
pool-1-thread-3正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行

因為線程池大小為3，每個任務輸出打印結(jié)果后sleep 2秒，所以每兩秒打印3個結(jié)果。

定長線程池的大小最好根據(jù)系統(tǒng)資源進行設置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()

2.3 Executors.newScheduledThreadPool(int n)：創(chuàng)建一個定長線程池，支持定時及周期性任務執(zhí)行

延遲執(zhí)行示例代碼：

package com.study.test;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class ThreadPoolExecutorTest {
  public static void main(String[] args) {
    //創(chuàng)建一個定長線程池，支持定時及周期性任務執(zhí)行——延遲執(zhí)行
    ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
    //延遲1秒執(zhí)行
    scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
      public void run() {
        System.out.println("延遲1秒執(zhí)行");
      }
    }, 1, TimeUnit.SECONDS);
   }
}

輸出結(jié)果：

延遲1秒執(zhí)行

定期執(zhí)行示例代碼：

package com.study.test;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class ThreadPoolExecutorTest {
  public static void main(String[] args) {
    //創(chuàng)建一個定長線程池，支持定時及周期性任務執(zhí)行——定期執(zhí)行
    ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
    //延遲1秒后每3秒執(zhí)行一次
    scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
       public void run() {
        System.out.println("延遲1秒后每3秒執(zhí)行一次");
      }
    }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
  }
}

輸出結(jié)果：

延遲1秒后每3秒執(zhí)行一次
延遲1秒后每3秒執(zhí)行一次
.............

2.4 Executors.newSingleThreadExecutor()：創(chuàng)建一個單線程化的線程池，它只會用唯一的工作線程來執(zhí)行任務，保證所有任務按照指定順序(FIFO, LIFO, 優(yōu)先級)執(zhí)行。

示例代碼：

package com.study.test;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class TestThreadPoolExecutor {
  public static void main(String[] args) {
    //創(chuàng)建一個單線程化的線程池
    ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
      final int index = i;
       singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
        public void run() {
          try {
            //結(jié)果依次輸出，相當于順序執(zhí)行各個任務
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被執(zhí)行,打印的值是:"+index);
            Thread.sleep(1000);
          } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
          }
        }
       });
    }
   }
}

輸出結(jié)果：

pool-1-thread-1正在被執(zhí)行,打印的值是:0
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行,打印的值是:1
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行,打印的值是:2
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行,打印的值是:3
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行,打印的值是:4
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行,打印的值是:5
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行,打印的值是:6
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行,打印的值是:7
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行,打印的值是:8
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行,打印的值是:9

三. 緩沖隊列BlockingQueue和自定義線程池ThreadPoolExecutor

1. 緩沖隊列BlockingQueue簡介：

BlockingQueue是雙緩沖隊列。BlockingQueue內(nèi)部使用兩條隊列，允許兩個線程同時向隊列一個存儲，一個取出操作。在保證并發(fā)安全的同時，提高了隊列的存取效率。

2. 常用的幾種BlockingQueue：

ArrayBlockingQueue（int i）:規(guī)定大小的BlockingQueue，其構(gòu)造必須指定大小。其所含的對象是FIFO順序排序的。
LinkedBlockingQueue（）或者（int i）:大小不固定的BlockingQueue，若其構(gòu)造時指定大小，生成的BlockingQueue有大小限制，不指定大小，其大小有Integer.MAX_VALUE來決定。其所含的對象是FIFO順序排序的。
PriorityBlockingQueue（）或者（int i）:類似于LinkedBlockingQueue，但是其所含對象的排序不是FIFO，而是依據(jù)對象的自然順序或者構(gòu)造函數(shù)的Comparator決定。
SynchronizedQueue（）:特殊的BlockingQueue，對其的操作必須是放和取交替完成。

3. 自定義線程池（ThreadPoolExecutor和BlockingQueue連用）：

自定義線程池，可以用ThreadPoolExecutor類創(chuàng)建，它有多個構(gòu)造方法來創(chuàng)建線程池。

常見的構(gòu)造函數(shù)：ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue)

示例代碼：

package com.study.test;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
class TempThread implements Runnable {
  @Override
  public void run() {
    // 打印正在執(zhí)行的緩存線程信息
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在被執(zhí)行");
     try {
      // sleep一秒保證3個任務在分別在3個線程上執(zhí)行
      Thread.sleep(1000);
     } catch (InterruptedException e) {
       e.printStackTrace();
    }
   } 
}
public class TestThreadPoolExecutor {
  public static void main(String[] args) {
    // 創(chuàng)建數(shù)組型緩沖等待隊列
    BlockingQueue<Runnable> bq = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10);
    // ThreadPoolExecutor:創(chuàng)建自定義線程池，池中保存的線程數(shù)為3，允許最大的線程數(shù)為6
    ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(3, 6, 50, TimeUnit.MILLISECONDS, bq);
    // 創(chuàng)建3個任務
     Runnable t1 = new TempThread();
     Runnable t2 = new TempThread();
     Runnable t3 = new TempThread();
     // Runnable t4 = new TempThread();
     // Runnable t5 = new TempThread();
     // Runnable t6 = new TempThread(); 
     // 3個任務在分別在3個線程上執(zhí)行
     tpe.execute(t1);
     tpe.execute(t2);
     tpe.execute(t3);
     // tpe.execute(t4);
     // tpe.execute(t5);
     // tpe.execute(t6); 
     // 關(guān)閉自定義線程池
     tpe.shutdown();
   }
}

輸出結(jié)果：